В середине экосистемы органические вещества образуются автотрофами и служат пищей для гетеротрофов. Растения поедаются животными, которые в свою очередь могут поедаться другими животными.
Таким образом происходит перенос энергии через ряд организмов - каждый последующий питается предыдущим, потребляя материал и энергию для процессов синтеза. Такая последовательность называется пищевой цепи, а каждая его звено - пищевым уровнем. Первый пищевой уровень занимают автотрофы, или продуценты. Организмы второго пищевого уровня, питающихся автотрофами, называются первичными консументами, третьего - вторичными консументами и т. д. Замыкают любой пищевую цепь редценты - организмы, питающиеся мертвыми органическими остатками (бактерии, грибы, дождевые черви) и разрушают их до простых неорганических соединений, которые затем используются продуцентами.
В пищевых цепей редко бывает более шести пищевых уровней. Ограниченность числа пищевых уровней объясняется потерей энергии: к каждому последующему уровня доходит 5-10% энергии предыдущего. Поэтому число организмов от нижних к верхним пищевых уровней уменьшается. Так, в дубраве на 1 га приходится 40-60 насекомоядных птиц и только один хищный.
Поток энергии и вещества в пищевых цепях описывается правилом экологической пирамиды: масса каждого последующего звена пищевой цепи уменьшается в 5-10 раз по сравнению с предыдущей звеном. Виды, входящие в состав биогеоценоза, могут вступать друг с другом в такие взаимоотношения: конкуренцию, хищничество, паразитизм, мутуализм (симбиоз), комменсализм.
К о н к у р е н ц и я - отношение соперничества между организмами, используют одни и те же ресурсы (пищу, территорию, свет и т.п.). Различают внутривидовую и межвидовой конкуренции.
Внутривидовая конкуренция возникает между особями одного вида. Ярким ее примером может служить судьба личинок понижающая мухи живут в трупах животных. Мухи, которые нашли падаль первыми, откладывают там яйца, и большая часть личинок вылупляются, обеспечена пищей в количестве, достаточном для достижения зрелости. Однако личинкам, которые вылупляются из яиц, отложенных позже, может не хватить пищи, и они погибнут.
В процессе эволюции у организмов выработались приспособления, уменьшающие конкуренцию. Например, у самцов и самок некоторых видов птиц клюв имеет неодинаковую длину, что дает им возможность питаться различными насекомыми.
Межвидовая конкуренция возникает между особями разных видов. Она проявляется в двух формах: 1) использование различными видами одних ресурсов, 2) непосредственное подавление одного вида другим, который с ним конкурирует. Примером первой формы может быть пассивная или агрессивная, конкуренция за ограниченные ресурсы почвенной влаги между группами различных видов кустарников в пустыне. Примером второй конкуренция между различными видами растений в группировке. Большинство растений выделяют в окружающую среду биологически активные вещества (алкалоиды, эфирные масла, ферменты), задерживают рост, препятствуют прорастанию семян растений других видов.
Хищничество и паразитизм. Хищничество - тип межвидовых взаимоотношений, при которых жертва убивается хищником при нападении, чтобы быть использованной им в пищу. В этом случае систематические различия между хищником и жертвой не имеют составлять очень большое число таксонов. Роль хищника в биогеоценозах огромна. Они поддерживают численность популяций жертв на определенном уровне и могут способствовать увеличению видового разнообразия.
Паразитизм - особая группа биологических связей, при которых одни организмы используют другие как среды обитания и источника питания, возлагая при этом (частично или полностью) на своих хозяев задачу регуляции своих взаимоотношений с внешней средой. У паразитических организмов отмечается тенденция к регрессу пищеварительной, нервной, дыхательной и кровеносной систем, органов чувств. Значительное развитие получают половая система и органы прикрепления к тканям или покровов хозяина.
Паразиты делятся на временных, посещающих хозяина только на определенной стадии жизненного цикла (клещи), и постоянных, живущих в теле или на покровах хозяина (хозяев) всю жизнь (вши, аскарида, острицы). Различают также факультативных и облигатных (обязательных) паразитов. Первые встречаются у свободноживущих состоянии, но при определенных условиях могут переходить к паразитизму (дизентерийная амеба). Вторые постоянно или в определенный период жизненного цикла должны питаться за счет хозяина. Временные паразиты являются обли-Гатное, поскольку не могут существовать независимо от хозяина всю жизнь.
Паразиты отличаются от хищников выше специфичностью в выборе хозяина, т.е. крайне узкими экологическими нишами. Эктопаразиты, как правило, поражают только определенные виды животных, причем иногда встречаются лишь на отдельных участках их тела.
Комменсализм (нахлибництво) - форма взаимодействия, при которой один организм использует часть ресурсов или обитания другого организма, не причиняя последнему вреда, но и не принося пользы. Так, некоторые виды креветок поселяются парами (самец и самка) в стеклянных губках «Венерин корзинам». Они попадают в губку еще личинками подрастают, превращаются во взрослые особи и уже не могут выбраться обратно. Губка, перекачивая воду, обеспечивает креветок необходимыми питательными веществами и кислородом, защищает их от врагов. Сама же губка, видимо, не получает от сожителей никакой пользы.
Мутуализм (симбиоз) - взаимовыгодные межвидовые взаимосвязи. Классическим примером является симбиоз раков-отшельников (под этим названием объединяются до 400 видов ракообразных) с актиниями. Рак находится под защитой стрекательных клеток актинии, тогда как его подвижность помогает актинии добывать пищу. В этих взаимоотношениях можно выделить несколько этапов усиления связи между партнерами.
Симбиотические бактерии кишечного тракта человека (кишечные симбионты) вырабатывают витамины и аминокислоты. Некоторые из них синтезируют аминокислоты из мочевины и аммиака, на что животные не способны. Это источник аминокислот особенно важно, если пища содержит мало белков. Так называемая микрофлора человека включает несколько видов стафилококков, находящихся на коже и в ноздрях, а также кишечную палочку Escherichia coli.